一种水下机器人混合模糊P ID控制方法.pdf

《一种水下机器人混合模糊P ID控制方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6期机械设计与制造2011年6月MachineryDesign&Manufacture163文章编号：1001—3997(20l1)06—0163—03一种水下机器人混合模糊P+ID控制方法田宇张艾群李伟(’中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳110016)(中国科学院研究生院，北京100049)AhybridfuzzyPplusIDcontroIforunderwatervehiclesTIANYu1,2ZHANGAi-qunI,LIWei(StateKeyLaboratoryofRobotics，ShenyangInstituteofAutomation，Chi

2、neseAcademyofSciences，Shenyang110016，China)(2GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)十、t^／^t一q、0十一卜十一卜十一十q、十十1、t十十‘十’q、‘t’q、t、t十’q、t●b^●、t十dtt■【摘要】针对具有非线性动力学特性的水下机器人的运动控制，提出采用解析式描述的单输入模糊控制器取代常规数字PID控制器中的比例项，并保持原有常规PID控制器的结构和参数不变，得到一种混合模糊P+ID控制方法。研究了水下机器人混合模糊P+ID控制的参数调节方法，

3、并采用小增益定理分析了引入模糊控制后的系统输入输出稳定性。采用水下机器人的非线性动力学模型进行了仿真实验，结果表明提出的混合模糊P+ID控制具有比常规PID控制更好的性能。关键词：水下机器人；运动控制；混合模糊P+ID控制【Abstract】Forthemotioncontrolofunderwatervehicleswithnonlineardynamics，ahybridyPplusIDcontrolmethodisproposed，whichusesasingle—inputfuzzylogiccontrollerdescribedinanalytica1．toreplaceth

4、econventionalproportionaltermoftheconventionaldiscretePIDcontroller，meanwhilethestructureandparametersofthePIDcontrollerarekeptunchanged．AtthesametimethetuningmethodofthehybridfuzzyPplusIDcontrolparametersforunderwatervehicleswasstudied，andthebounded-in-put／bounded-outputstabilityofthePIDcontrol

5、systemwithfuzzycontrollerWasanalyzedaswellusinglsmallgaintheore~Simulationexperimentswiththenonlineardynamicalmodelofanunderwatervehicle《wereimplemented，whichdemonstratethebetterperformanceoftheproposedhybridfuzzyPplusIDcontrol!comparedwiththeconventionalPIDcontro1．《Keywords：Underwatervehicles；M

6、otioncontrol；HybridfuzzyPplusIDcontrol!中图分类号：TH16，TP24，TP273+．4文献标识码：A制进行改进。提出一种混合模糊P+ID控制方法，采用模糊控制取1引言代PID控制中的比例项，以提升水下机器人PID控制的性能。水下机器人在海洋要素观测和海洋资源开发等水下作业中发挥着不可替代的重要作用。水下机器人的作业通常都要求其具2水下机器人PID控制有良好的运动控制性能，如精确的动力定位控制或路径跟踪控水下机器人运动的PID控制通常是采用每个自由度一个独制，以实现其任务目标。由于水下机器人动力学的非线性特性，和立的PID控制器，控制输入为该自由度

7、时刻的控制偏差e())一受到浪、流等复杂非线性海洋环境干扰的影响，水下机器人的运x(k)和该自由度的变化速度x(k)=((．j})-x(k—J))／7，其中，r(k)一动控制问题仍是水下机器人研究和开发中考虑的重要内容。针对给定的参考值；()一实际值；制周期，控制输出为该时刻水下机器人的运动控制，已经开展了大量的研究工作，研究人员对应的执行机构的控制指令u(k)，采用离散形式的PID控制算提出并研究了多种基于和不基于水下机器人动力学模型的运动法